本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及基于深度相機(jī)的體積測(cè)量方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著物流業(yè)的快速發(fā)展，包裹數(shù)量日益增長(zhǎng)，包裹體積測(cè)量的需求也不斷增加。傳統(tǒng)的測(cè)量方法是利用尺度工具或測(cè)量設(shè)備進(jìn)行測(cè)量。尺度工具測(cè)量方法，其測(cè)量速度慢、效率低，無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)時(shí)需求；設(shè)備測(cè)量方法一般是采用光幕傳感器系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，其外形體積大，還需要配合對(duì)應(yīng)的控制器，整個(gè)安裝過(guò)程比較復(fù)雜。因此，基于機(jī)器視覺(jué)的測(cè)量方法被廣泛利用，僅需要安裝一個(gè)相機(jī)就能夠完成測(cè)量目的，其測(cè)量速度快、效率高、體積小、安裝簡(jiǎn)單。

傳統(tǒng)基于二維圖像的機(jī)器視覺(jué)測(cè)量方法，需要預(yù)先標(biāo)定出相機(jī)內(nèi)參以及安裝高度和角度，然后通過(guò)相似三角形關(guān)系以及被測(cè)物體在成像面上所占像素值的大小來(lái)計(jì)算出對(duì)應(yīng)的測(cè)量值。該方法要求被測(cè)物體與相機(jī)之間滿(mǎn)足一定的相似三角關(guān)系，但實(shí)際應(yīng)用中并不一定完全滿(mǎn)足相似條件，因此測(cè)量結(jié)果并不準(zhǔn)確，會(huì)存在一定誤差。

專(zhuān)利CN104501718A提出了一種基于視覺(jué)的包裹體積測(cè)量裝置，采用光幕傳感裝置和相機(jī)相結(jié)合的方式測(cè)量被測(cè)物體體積。光幕傳感裝置用于測(cè)量被測(cè)物體高度，相機(jī)用于測(cè)量被測(cè)物體面積。該專(zhuān)利利用了多個(gè)傳感設(shè)備，安裝復(fù)雜，使用成本高。

專(zhuān)利CN100570275C提出了一種基于圖像的體積測(cè)量裝置及其測(cè)量方 法，采用了三個(gè)相機(jī)對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行三維重構(gòu)，得到被測(cè)物體的三維形狀，然后計(jì)算出物體體積，并且要求三個(gè)相機(jī)的安裝俯仰角相同。該專(zhuān)利使用了多個(gè)相機(jī)對(duì)物體進(jìn)行三維重構(gòu)，其標(biāo)定過(guò)程較為復(fù)雜，并且對(duì)相機(jī)安裝要求較高，在實(shí)施過(guò)程中，整個(gè)操作也較為繁瑣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于深度相機(jī)的體積測(cè)量方法及其系統(tǒng)，測(cè)量精度高，不受拍攝角度和高度影響，無(wú)需對(duì)相機(jī)安裝高度和角度進(jìn)行標(biāo)定，使用簡(jiǎn)單方便。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施方式公開(kāi)了一種基于深度相機(jī)的體積測(cè)量方法，包括以下步驟：

從深度相機(jī)獲取含有待測(cè)對(duì)象的深度圖，深度圖包含有待測(cè)對(duì)象的深度信息；

根據(jù)深度信息將待測(cè)對(duì)象從深度圖中提取出來(lái)，得到待測(cè)對(duì)象目標(biāo)區(qū)域；

利用預(yù)先標(biāo)定的深度相機(jī)的參數(shù)，將待測(cè)對(duì)象的目標(biāo)區(qū)域中各像素的二維圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到三維相機(jī)坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)；

在三維相機(jī)坐標(biāo)系下，根據(jù)待測(cè)對(duì)象的三維坐標(biāo)計(jì)算待測(cè)對(duì)象的高度和長(zhǎng)寬，從而計(jì)算出待測(cè)對(duì)象的體積。

本發(fā)明的實(shí)施方式還公開(kāi)了一種基于深度相機(jī)的體積測(cè)量系統(tǒng)，包括以下模塊：

深度圖獲取模塊，用于從深度相機(jī)獲取含有待測(cè)對(duì)象的深度圖，深度圖包含有待測(cè)對(duì)象的深度信息；

對(duì)象提取模塊，用于根據(jù)深度信息將待測(cè)對(duì)象從深度圖中提取出來(lái)，得到待測(cè)對(duì)象目標(biāo)區(qū)域；

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊，用于利用預(yù)先標(biāo)定的深度相機(jī)的參數(shù)，將待測(cè)對(duì)象的目標(biāo)區(qū)域中各像素的二維圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到三維相機(jī)坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)；

體積測(cè)量模塊，在三維相機(jī)坐標(biāo)系下，根據(jù)待測(cè)對(duì)象的三維坐標(biāo)計(jì)算待測(cè)對(duì)象的高度和長(zhǎng)寬，從而計(jì)算出待測(cè)對(duì)象的體積。

本發(fā)明實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于：

本發(fā)明通過(guò)深度相機(jī)獲取的深度信息提取待測(cè)對(duì)象，并將待測(cè)對(duì)象的二維圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到三維相機(jī)坐標(biāo)，然后對(duì)體積進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量精度高，不受拍攝角度和高度影響，無(wú)需對(duì)相機(jī)安裝高度和角度進(jìn)行標(biāo)定，使用簡(jiǎn)單方便。

進(jìn)一步地，利用深度圖中待測(cè)對(duì)象深度與背景深度的差異性，基于直方圖閾值的圖像分割算法將待測(cè)對(duì)象上表面區(qū)域從背景中提取出來(lái)；通過(guò)二次分割可以有效地去除側(cè)面干擾，保留有效的上表面區(qū)域作為待測(cè)對(duì)象目標(biāo)區(qū)域。

進(jìn)一步地，在三維相機(jī)坐標(biāo)系下，通過(guò)測(cè)量包裹上表面與傳送帶表面兩個(gè)平面的距離來(lái)計(jì)算包裹高度，使得包裹高度測(cè)量值更為精確。

進(jìn)一步地，利用待測(cè)對(duì)象目標(biāo)區(qū)域內(nèi)部的點(diǎn)代替待測(cè)對(duì)象目標(biāo)區(qū)域最小外接矩形頂點(diǎn)計(jì)算待測(cè)對(duì)象的長(zhǎng)和寬，計(jì)算結(jié)果更精確。

進(jìn)一步地，根據(jù)傳送帶的速度對(duì)深度相機(jī)的圖像輸出幀率進(jìn)行調(diào)節(jié)可以滿(mǎn)足不同傳輸速度下不同分辨率的應(yīng)用需求。

進(jìn)一步地，通過(guò)判斷待測(cè)對(duì)象是否已經(jīng)傳送至深度相機(jī)的正下方范圍內(nèi)，決定是否進(jìn)行體積測(cè)量，提高了計(jì)算效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式中一種基于深度相機(jī)的體積測(cè)量方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明第三實(shí)施方式中包裹體積測(cè)量過(guò)程的切面示意圖；

圖3是本發(fā)明第三實(shí)施方式中待測(cè)對(duì)象在二維成像平面上的坐標(biāo)示意圖；

圖4是本發(fā)明第四實(shí)施方式中基于深度相機(jī)的體積測(cè)量方法的實(shí)施場(chǎng)景示意圖；

圖5是本發(fā)明優(yōu)選例中基于深度相機(jī)的包裹體積測(cè)量方法流程圖；

圖6是本發(fā)明第五實(shí)施方式中一種基于深度相機(jī)的體積測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明優(yōu)選例中一種基于深度相機(jī)的體積測(cè)量系統(tǒng)的各模塊之間的連接示意圖。

具體實(shí)施方式

在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請(qǐng)而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，即使沒(méi)有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

本發(fā)明第一實(shí)施方式涉及一種基于深度相機(jī)的體積測(cè)量方法，圖1是該基于深度相機(jī)的體積測(cè)量方法的流程示意圖。如圖所示，該基于深度相機(jī)的體積測(cè)量方法包括以下步驟：

步驟101，從深度相機(jī)獲取含有待測(cè)對(duì)象的深度圖，深度圖包含有待測(cè)對(duì)象的深度信息。

深度相機(jī)可以是但不限于TOF深度相機(jī)，雙目深度相機(jī)和光場(chǎng)相機(jī)，任何可以獲取包裹深度信息的相機(jī)均適用。其中TOF(time of flight)表示飛行時(shí) 間。

可以理解，深度圖包含待測(cè)對(duì)象的深度信息，也包含除待測(cè)對(duì)象之外的背景的深度，由于深度圖中待測(cè)對(duì)象的深度與背景深度的差異性較大，可將待測(cè)對(duì)象從背景中提取出來(lái)。

步驟102，根據(jù)深度信息將待測(cè)對(duì)象從深度圖中提取出來(lái)，得到待測(cè)對(duì)象目標(biāo)區(qū)域。

步驟103，利用預(yù)先標(biāo)定的深度相機(jī)的參數(shù)，將待測(cè)對(duì)象的目標(biāo)區(qū)域中各像素的二維圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到三維相機(jī)坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)。

優(yōu)選地，三維相機(jī)坐標(biāo)系以深度相機(jī)的光心為中心。

在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，除了將待二維圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到三維坐標(biāo)以計(jì)算待測(cè)對(duì)象的體積外，還可以通過(guò)比例的方法計(jì)算，即已知像素值大小與二維圖像面積之間的關(guān)系(例如，對(duì)于分辯率是196X98DPI的二維圖像，在1 m遠(yuǎn)處，每個(gè)像素在水平方向上對(duì)應(yīng)的空間大小是0.130mm，而在垂直方向?qū)?yīng)的空間大小是0.259mm，則根據(jù)像素多少即可得出圖像面積)。，則可根據(jù)像素值之間的比例以及深度信息求得待測(cè)對(duì)象的體積)，則可根據(jù)像素值之間的比例以及深度信息求得待測(cè)對(duì)象的體積。

但是通過(guò)比例計(jì)算的方法要求被測(cè)物體表面與相機(jī)成像平面完全平行，或者是被測(cè)物體表面與相機(jī)成像平面的夾角已知，并且?jiàn)A角固定不變。但在實(shí)際應(yīng)用中，很難保證被測(cè)物體表面與相機(jī)成像平面完全平行，或者，也很難保證被測(cè)物體表面與相機(jī)成像平面的夾角不變化。而二維轉(zhuǎn)換到三維坐標(biāo)計(jì)算體積的方法則對(duì)角度沒(méi)有要求，適用性更廣。

步驟104，在三維相機(jī)坐標(biāo)系下，根據(jù)待測(cè)對(duì)象的三維坐標(biāo)計(jì)算待測(cè)對(duì)象的高度和長(zhǎng)寬，從而計(jì)算出待測(cè)對(duì)象的體積。

優(yōu)選地，可對(duì)根據(jù)多幀深度圖測(cè)量出的體積結(jié)果求平均作為體積測(cè)量的 最終輸出結(jié)果。

優(yōu)選地，在步驟103中，通過(guò)以下公式進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：

其中，(u,v)為像素的二維圖像坐標(biāo)，(X^c,Y^c,Z^c)為三維相機(jī)坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)，f_x和f_y為焦距，(u₀,v₀)為像素基準(zhǔn)點(diǎn)，Z^c為目標(biāo)點(diǎn)到相機(jī)的距離，可由深度相機(jī)直接獲取。

此外，可以理解，在進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換之前，還包括標(biāo)定相機(jī)內(nèi)參的步驟，相機(jī)內(nèi)參包括焦距，像素基準(zhǔn)點(diǎn)和畸變系數(shù)。上述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是在不考慮相機(jī)畸變情況下的轉(zhuǎn)換方法，在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，也可以根據(jù)需要一并考慮相機(jī)畸變的情況。

需要指出的是，本發(fā)明可用于包裹體積測(cè)量，也可用于其它類(lèi)似包裹的立方體物體的體積測(cè)量。在測(cè)量包裹體積的應(yīng)用場(chǎng)景中，待測(cè)對(duì)象為包裹，背景為傳送包裹的傳送帶。

本實(shí)施方式通過(guò)深度相機(jī)獲取的深度信息提取待測(cè)對(duì)象，并將待測(cè)對(duì)象的二維圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到三維相機(jī)坐標(biāo)，然后對(duì)體積進(jìn)行測(cè)量，不受拍攝角度和高度影響，無(wú)需對(duì)相機(jī)安裝高度和角度進(jìn)行標(biāo)定，使用簡(jiǎn)單方便。

本發(fā)明第二實(shí)施方式涉及一種基于深度相機(jī)的體積測(cè)量方法，第二實(shí)施方式在第一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于：

利用深度圖中待測(cè)對(duì)象深度與背景深度的差異性，基于直方圖閾值的圖像分割算法將待測(cè)對(duì)象上表面區(qū)域從背景中提取出來(lái)；通過(guò)二次分割可以有效地去除側(cè)面干擾，保留有效的上表面區(qū)域作為待測(cè)對(duì)象目標(biāo)區(qū)域。具體地說(shuō)：

“根據(jù)深度信息將待測(cè)對(duì)象從深度圖中提取出來(lái)，得到待測(cè)對(duì)象目標(biāo)區(qū) 域”的步驟102包括以下子步驟：

對(duì)深度圖進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)深度值；

根據(jù)第一分割閾值將待測(cè)對(duì)象與傳送帶分割開(kāi)來(lái)，將小于第一分割閾值的區(qū)域提取作為初步的待測(cè)對(duì)象目標(biāo)區(qū)域；

對(duì)初步的待測(cè)對(duì)象的目標(biāo)區(qū)域再次進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)深度值；

根據(jù)第二分割閾值將待測(cè)對(duì)象的上表面區(qū)域與待測(cè)對(duì)象的側(cè)面區(qū)域分割開(kāi)來(lái)，保留上表面區(qū)域作為待測(cè)對(duì)象目標(biāo)區(qū)域。

其中，第一分割閾值可選取直方圖中的波谷，以包裹體積測(cè)量為例，小于第一分割閾值的即為包裹區(qū)域。由于深度圖中主要場(chǎng)景為包裹和傳送帶，因此直方圖中會(huì)形成雙峰，雙峰之間的波谷對(duì)應(yīng)的閾值可以有效地將包裹與傳送帶分割開(kāi)來(lái)。同時(shí)包裹區(qū)域?qū)?yīng)的深度值要小于傳送帶深度；

第二分割閾值的確定可對(duì)包裹區(qū)域再次進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)，計(jì)算波峰對(duì)應(yīng)的深度值Depth，以(Depth-ΔT,Depth+ΔT)為第二分割閾值有效深度范圍再次對(duì)包裹進(jìn)行分割，提取最終的有效包裹上表面區(qū)域。由于相機(jī)安裝時(shí)，其光軸并不一定完全垂直包裹，會(huì)存在一定傾斜角。因此包裹側(cè)面會(huì)出現(xiàn)在深度圖中，影響包裹上表面區(qū)域的提取。

在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，也可以?xún)H進(jìn)行一次分割而不進(jìn)行上表面區(qū)域與側(cè)面區(qū)域分割。

在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，除了基于直方圖閾值的圖像分割算法，也可以采用其它圖像分割算法提取包裹的目標(biāo)區(qū)域，例如，基于背景建模的目標(biāo)分割方法、聚類(lèi)分割方法等。

本發(fā)明第三實(shí)施方式涉及一種基于深度相機(jī)的體積測(cè)量方法，如圖2所示為包裹體積測(cè)量過(guò)程的切面示意圖。

第三實(shí)施方式在第一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于： 在三維相機(jī)坐標(biāo)系下，通過(guò)測(cè)量包裹上表面與傳送帶表面兩個(gè)平面的距離來(lái)計(jì)算包裹高度，使得包裹高度測(cè)量值更為精確；利用待測(cè)對(duì)象目標(biāo)區(qū)域內(nèi)部的點(diǎn)代替待測(cè)對(duì)象目標(biāo)區(qū)域最小外接矩形頂點(diǎn)計(jì)算待測(cè)對(duì)象的長(zhǎng)和寬，計(jì)算結(jié)果更精確。具體地說(shuō)：

計(jì)算高度時(shí)，由于實(shí)際相機(jī)安裝過(guò)程中，相機(jī)光軸并不完全垂直于傳送帶平面，會(huì)存在一定的傾斜角α，如圖2所示為包裹體積測(cè)量過(guò)程的切面示意圖。若利用包裹上表面A點(diǎn)與傳送帶表面B點(diǎn)的深度差A(yù)B去計(jì)算包裹高度H，并不準(zhǔn)確；若利用包裹上表面深度均值與傳送帶表面均值的深度差計(jì)算包裹高度H，也會(huì)存在一定的誤差。并且傾斜角α越大，其產(chǎn)生的誤差也越大。假設(shè)包裹為規(guī)則立方體，在包裹體積測(cè)量過(guò)程中，包裹的上表面與傳送帶表面是相互平行的。因此，為了使得包裹高度測(cè)量值更為精確，在三維相機(jī)坐標(biāo)系下，通過(guò)測(cè)量包裹上表面與傳送帶表面的兩個(gè)平面的距離來(lái)表示包裹高度H。

考慮到上述實(shí)際情況，在步驟104中，根據(jù)待測(cè)對(duì)象的三維坐標(biāo)計(jì)算待測(cè)對(duì)象的高度的步驟包括以下子步驟：

根據(jù)傳送帶表面多個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)對(duì)傳送帶進(jìn)行平面擬合，獲取傳送帶平面表達(dá)式z＝ax+by+c₁中的參數(shù)a、b和c₁；

根據(jù)傳送帶平面的參數(shù)a、b和c₁，待測(cè)對(duì)象的目標(biāo)區(qū)域的各像素的三維坐標(biāo)，和待測(cè)對(duì)象平面表達(dá)式z＝ax+by+c₂，計(jì)算出待測(cè)對(duì)象平面表達(dá)式的參數(shù)c₂；

根據(jù)傳送帶平面和待測(cè)對(duì)象平面的表達(dá)式和上述參數(shù)，根據(jù)下式計(jì)算待測(cè)對(duì)象的高度

此外，計(jì)算長(zhǎng)寬時(shí)，由于在實(shí)際將待測(cè)對(duì)象與傳送帶分割開(kāi)來(lái)時(shí)，對(duì)應(yīng)的最小外接矩形的四個(gè)頂點(diǎn)并不一定都在實(shí)際的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，因此四個(gè)頂點(diǎn)的深度信息可能不是將待測(cè)對(duì)象的深度信息，所以直接通過(guò)四個(gè)頂點(diǎn)計(jì)算的 長(zhǎng)寬并不準(zhǔn)確。例如，如圖3所示為待測(cè)對(duì)象在二維成像平面上的坐標(biāo)示意圖，其中二維平面坐標(biāo)系中的四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)分別為P1(u1,v1)、P2(u2,v2)、P3(u3,v3)、P4(u4,v4)。

考慮到上述實(shí)際情況，在步驟104中，根據(jù)待測(cè)對(duì)象的三維坐標(biāo)計(jì)算待測(cè)對(duì)象的長(zhǎng)寬的步驟包括以下子步驟：

求解待測(cè)對(duì)象目標(biāo)區(qū)域的最小外接矩形及該最小外接矩形的四個(gè)頂點(diǎn)P₁，P₂，P₃，和P₄；

選取所述最小外接矩形對(duì)角線P₁P₄和P₂P₃上1/4和3/4處的點(diǎn)Q₁，Q₂，Q₃和Q₄；

其中，如圖3所示，選取的四個(gè)點(diǎn)在二維成像平面上的坐標(biāo)分別為Q1(u5,v5)和Q4(u8,v8)，Q2(u6,v6)和Q3(u7,v7)

根據(jù)點(diǎn)Q₁，Q₂，Q₃和Q₄在三維相機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)計(jì)算待測(cè)對(duì)象的長(zhǎng)和寬：

其中，點(diǎn)Q₁，Q₂，Q₃和Q₄在三維相機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別為

在上述步驟中，選取最小外接矩形對(duì)角線P₁P₄和P₂P₃上1/4和3/4處的點(diǎn)Q₁，Q₂，Q₃和Q₄后，在二維圖像上Q₁Q₂的長(zhǎng)度為P₁P₂的一半，Q₃Q₄的長(zhǎng)度為P₃P₄的一半，Q₁Q₃的長(zhǎng)度為P₁P₃的一半，Q₂Q₄的長(zhǎng)度為P₂P₄的一半，因此根據(jù)上述兩個(gè)公式計(jì)算出的即為待測(cè)對(duì)象的長(zhǎng)和寬。

需要指出的是，所選取的點(diǎn)Q₁，Q₂，Q₃和Q₄不一定是對(duì)角線P₁P₄和P₂P₃上1/4和3/4處的點(diǎn)，也可以是其它比例的點(diǎn)，相應(yīng)的，上述計(jì)算長(zhǎng)和寬的公式也要相應(yīng)改變。

此外，除了上述往內(nèi)收縮取點(diǎn)的方法，也可以選取向外延伸取點(diǎn)的方法，即選取P₁P₄和P₂P₃延長(zhǎng)線上屬于傳送帶范圍內(nèi)的點(diǎn)。此外，也可以直接利用二維坐標(biāo)計(jì)算長(zhǎng)寬。

本發(fā)明第四實(shí)施方式涉及一種基于深度相機(jī)的體積測(cè)量方法，圖4是該基于深度相機(jī)的體積測(cè)量方法的實(shí)施場(chǎng)景示意圖。

第四實(shí)施方式在第一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于：根據(jù)傳送帶的速度對(duì)深度相機(jī)的圖像輸出幀率進(jìn)行調(diào)節(jié)可以滿(mǎn)足不同傳輸速度下不同分辨率的應(yīng)用需求；通過(guò)判斷待測(cè)對(duì)象是否已經(jīng)傳送至深度相機(jī)的正下方范圍內(nèi)，決定是否進(jìn)行體積測(cè)量，提高了計(jì)算效率。具體地說(shuō)：

在深度相機(jī)獲取含有待測(cè)對(duì)象的深度圖的步驟之前，還包括步驟：

采用聯(lián)動(dòng)控制方式，根據(jù)傳送帶的速度對(duì)深度相機(jī)獲取深度圖的圖像輸出幀率進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中傳送帶的速度越快深度相機(jī)獲取深度圖的圖像輸出幀率越高。

可以理解，當(dāng)傳送帶速度較快時(shí)，選擇較高幀率輸出(同時(shí)對(duì)應(yīng)較低的圖像分辨率)，此時(shí)包裹的體積測(cè)量效率較高(單位時(shí)間內(nèi)測(cè)量的包裹數(shù)較多)，但體積測(cè)量的準(zhǔn)確性較差，適合對(duì)傳送及測(cè)量速度有要求的場(chǎng)合。當(dāng)傳送帶速度較慢時(shí)，選擇低幀率輸出(同時(shí)對(duì)應(yīng)較高的圖像分辨率)，此時(shí)包裹的體積測(cè)量效率較低，但體積測(cè)量的準(zhǔn)確性較高，適合對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確率較高的場(chǎng)景。

在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，當(dāng)深度相機(jī)只有一個(gè)固定幀率時(shí)，也可選擇固定幀率輸出即可。

此外，在“根據(jù)深度信息將待測(cè)對(duì)象從深度圖中提取出來(lái)，得到待測(cè)對(duì)象目標(biāo)區(qū)域”的步驟102之前，還包括以下步驟：

根據(jù)待測(cè)對(duì)象中心的二維圖像坐標(biāo)是否在深度圖的中心范圍內(nèi)，判斷待 測(cè)對(duì)象是否已經(jīng)傳送至深度相機(jī)的正下方；

如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行從深度相機(jī)獲取含有待測(cè)對(duì)象的深度圖的步驟；如果判斷結(jié)果為否，則等待。

具體地說(shuō)，在如圖4所示的場(chǎng)景中，深度相機(jī)安裝在傳送帶中心上方，包裹被放置傳送帶上，深度相機(jī)實(shí)時(shí)捕捉場(chǎng)景中的深度圖像。當(dāng)包裹出現(xiàn)在深度相機(jī)視場(chǎng)范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)包裹目標(biāo)進(jìn)行分割提取；然后可計(jì)算出包裹中心的二維圖像坐標(biāo)，若包裹中心坐標(biāo)出現(xiàn)在圖像中心一定范圍內(nèi)，則認(rèn)為包裹已傳送至深度相機(jī)正下方，并開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行體積測(cè)量，否則處于等待測(cè)量狀態(tài)；最后對(duì)多幀圖像中已測(cè)量出的包裹體積結(jié)果求平均，即為最終包裹體積測(cè)量的輸出結(jié)果。

此外，可以理解，在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，也可以不進(jìn)行上述判斷是否在深度相機(jī)正下方的步驟，并不影響本發(fā)明的效果。

作為優(yōu)選實(shí)施例，基于深度相機(jī)的包裹體積測(cè)量方法流程圖如圖5所示，具體的步驟包括：

1)相機(jī)內(nèi)參標(biāo)定

相機(jī)內(nèi)參標(biāo)定主要包括焦距、像素基準(zhǔn)點(diǎn)和畸變系數(shù)，可采用比較主流的標(biāo)定方法進(jìn)行標(biāo)定，如張正友標(biāo)定法。相機(jī)內(nèi)參主要用于二維成像平面到三維相機(jī)平面的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

2)深度相機(jī)抓取深度圖

通過(guò)深度相機(jī)抓取含有包裹的深度圖，從而獲取到包裹到深度相機(jī)的距離。深度相機(jī)可以是但不限于TOF深度相機(jī)、雙目深度相機(jī)和光場(chǎng)相機(jī)，任何可獲取包裹深度信息的相機(jī)均適用。

3)提取包裹目標(biāo)

深度圖中由于包裹深度與背景深度的差異性較大，可通過(guò)基于直方圖閾 值的圖像分割算法將包裹上表面區(qū)域從背景中提取出來(lái)，其它圖像分割算法也適用?；谥狈綀D閾值的圖像分割算法具體實(shí)施如下：

a)對(duì)深度圖進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)；

b)查找直方圖中波谷作為分割閾值T，小于閾值T的即為包裹區(qū)域。由于深度圖中主要場(chǎng)景為包裹和傳送帶，因此直方圖中會(huì)形成雙峰，雙峰之間的波谷對(duì)應(yīng)的閾值T可以有效地將包裹與傳送帶分割開(kāi)來(lái)。同時(shí)包裹區(qū)域?qū)?yīng)的深度值要小于傳送帶深度；

c)對(duì)包裹區(qū)域再次進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)，計(jì)算波峰對(duì)應(yīng)的深度值Depth，以(Depth-ΔT,Depth+ΔT)為有效深度范圍再次對(duì)包裹進(jìn)行分割，提取最終的有效包裹上表面區(qū)域。由于相機(jī)安裝時(shí)，其光軸并不一定完全垂直包裹，會(huì)存在一定傾斜角。因此包裹側(cè)面會(huì)出現(xiàn)在深度圖中，影響包裹上表面區(qū)域的提取。通過(guò)二次分割可以有效地去除包裹側(cè)面干擾，僅保留包裹上表面區(qū)域，ΔT一般取值為2cm，設(shè)置為參數(shù)可調(diào)；

4)包裹二維坐標(biāo)到三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

在不考慮相機(jī)畸變情況下，利用相機(jī)內(nèi)參，可將深度圖中包裹目標(biāo)區(qū)域的各像素的二維圖像坐標(biāo)(u,v)轉(zhuǎn)換到以相機(jī)光心為中心的三維坐標(biāo)(X^c,Y^c,Z^c),計(jì)算公式如下：

其中，f_x和f_y為焦距，(u₀,v₀)為像素基準(zhǔn)點(diǎn)，Z^c為目標(biāo)點(diǎn)到相機(jī)的距離，可由深度相機(jī)直接獲取。

5)計(jì)算包裹高度

在實(shí)際相機(jī)安裝過(guò)程中，相機(jī)光軸并不完全垂直于傳送帶平面，會(huì)存在一定的傾斜角α，如圖2所示。若利用包裹上表面A點(diǎn)與傳送帶表面B點(diǎn)的 深度差A(yù)B去計(jì)算包裹高度H，并不準(zhǔn)確；若利用包裹上表面深度均值與傳送帶表面均值的深度差計(jì)算包裹高度H，也會(huì)存在一定的誤差。并且傾斜角α越大，其產(chǎn)生的誤差也越大。假設(shè)包裹為規(guī)則立方體，在包裹體積測(cè)量過(guò)程中，包裹的上表面與傳送帶表面是相互平行的。因此，為了使得包裹高度測(cè)量值更為精確，在三維相機(jī)坐標(biāo)系下，通過(guò)測(cè)量包裹上表面與傳送帶表面的兩個(gè)平面的距離來(lái)表示包裹高度H。

在本發(fā)明中，三維相機(jī)坐標(biāo)系下，傳送帶平面表示為z＝ax+by+c₁,由于包裹平面與傳送帶平面平行，則包裹平面可表示為z＝ax+by+c₂。包裹高度H，即為兩平面的距離,其計(jì)算公式如下：

在實(shí)際應(yīng)用中，由于包裹種類(lèi)較多，差異性較大，包裹上表面并不一定完全平行于傳送帶平面。因此，先通過(guò)最小二乘法擬合傳送帶平面，獲取參數(shù)a、b和c₁,僅在相機(jī)安裝后的初始化狀態(tài)擬合一次即可；然后再通過(guò)包裹上表面的三維坐標(biāo)點(diǎn)計(jì)算出c₂。具體實(shí)施方法如下：

首先通過(guò)二維圖像坐標(biāo)到三維相機(jī)坐標(biāo)的換算關(guān)系，計(jì)算出傳送帶表面各點(diǎn)的三維坐標(biāo)(x₁,y₁,z₁)、(x₂,y₂,z₂)、…(x_n,y_n,z_n)；然后采用最小二乘法進(jìn)行平面擬合。其中，n表示擬合所需的坐標(biāo)點(diǎn)總個(gè)數(shù)，n≥3。并不一定是所有傳送帶的坐標(biāo)點(diǎn)，可通過(guò)抽樣，獲取一定數(shù)量的坐標(biāo)點(diǎn)即可。但n個(gè)數(shù)越多，擬合的平面越精確。三維相機(jī)坐標(biāo)下的傳送帶坐標(biāo)點(diǎn)滿(mǎn)足如下關(guān)系：

將上述表達(dá)式可進(jìn)行矩陣換算，可得：

假設(shè)矩陣矩陣矩陣則AM＝B。

因此可推導(dǎo)出：

M＝(A^TA)^-1A^TB

根據(jù)以上推導(dǎo)即可求解出參數(shù)a，b和c₁。然后根據(jù)步驟4)中已計(jì)算出的包裹三維坐標(biāo)(x′₁,y′₁,z′₁)、(x′₂,y′₂,z′₂)、…(x′_n,y′_n,z′_n)和包裹平面z＝ax+by+c₂計(jì)算出參數(shù)c₂,公式如下：

6)計(jì)算包裹長(zhǎng)寬

根據(jù)深度圖中的包裹目標(biāo)上表面區(qū)域，求其最小外接矩形，如圖所示。其中二維平面坐標(biāo)系中的四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)分別為P1(u1,v1))、P2(u2,v2)、P3(u3,v3)、P4(u4,v4)，Q1(u5,v5)和Q4(u8,v8)分別為直線P1P4上1/4和3/4點(diǎn)位置，Q2(u6,v6)和Q3(u7,v7)分別為直線P2P3上1/4和3/4點(diǎn)位置。由于在實(shí)際包裹分割時(shí)，對(duì)應(yīng)的最小外接矩形的四個(gè)頂點(diǎn)并不一定都在包裹目標(biāo)區(qū)域，其四個(gè)頂點(diǎn)的深度信息可能不是包裹的深度信息，所以通過(guò)四個(gè)頂點(diǎn)去計(jì)算邊長(zhǎng)并不準(zhǔn)確。因此，利用圖像包裹區(qū)域中的Q1、Q2、Q3、Q4四點(diǎn)去計(jì)算邊長(zhǎng)，其在三維相機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別包裹的長(zhǎng)L和寬W計(jì)算公式如下：

7)計(jì)算包裹體積

根據(jù)包裹的長(zhǎng)、寬和高，可以計(jì)算出體積，如下：

V＝L·W·H

由于本優(yōu)選例利用深度相機(jī)獲取到包裹的深度信息，并將被測(cè)包裹的二維圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到三維相機(jī)坐標(biāo)系中，然后再進(jìn)行體積測(cè)量。因此，是一種基于機(jī)器視覺(jué)的三維空間測(cè)量方法，其測(cè)量精度高，操作簡(jiǎn)單、方便，并且不受相機(jī)拍攝角度和高度影響，也無(wú)需對(duì)相機(jī)安裝高度和角度進(jìn)行標(biāo)定。

此外，該優(yōu)選例還采用聯(lián)動(dòng)控制方式，可根據(jù)傳送帶速度對(duì)相機(jī)輸出的圖像幀率和分辨率進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿(mǎn)足不同傳輸速度下不同分辨率的應(yīng)用需求。其具體實(shí)施的場(chǎng)景示意圖如圖4所示。

深度相機(jī)安裝在傳送帶中心上方，包裹被放置傳送帶上，深度相機(jī)實(shí)時(shí)捕捉場(chǎng)景中的深度圖像。當(dāng)包裹出現(xiàn)在深度相機(jī)視場(chǎng)范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)包裹目標(biāo)進(jìn)行分割提取；然后可計(jì)算出包裹中心的二維圖像坐標(biāo)，若包裹中心坐標(biāo)出現(xiàn)在圖像中心一定范圍內(nèi)，則認(rèn)為包裹已傳送至深度相機(jī)正下方，并開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行體積測(cè)量，否則處于等待測(cè)量狀態(tài)；最后對(duì)多幀圖像中已測(cè)量出的包裹體積結(jié)果求平均，即為最終包裹體積測(cè)量的輸出結(jié)果。

深度相機(jī)一般有多個(gè)不同幀率可選擇，其分別對(duì)應(yīng)不同分辨率。本優(yōu)選例可根據(jù)傳送帶速度μ手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)整深度相機(jī)幀率F，以滿(mǎn)足不同深度分辨率下的應(yīng)用需求。當(dāng)傳送帶速度較快時(shí)，選擇高幀率輸出；當(dāng)傳送帶速度較慢時(shí)，選擇低幀率輸出。若深度相機(jī)僅有一個(gè)固定幀率，則選擇固定幀率輸出即可。

本發(fā)明的各方法實(shí)施方式均可以以軟件、硬件、固件等方式實(shí)現(xiàn)。不管本發(fā)明是以軟件、硬件、還是固件方式實(shí)現(xiàn)，指令代碼都可以存儲(chǔ)在任何類(lèi)型的計(jì)算機(jī)可訪問(wèn)的存儲(chǔ)器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固態(tài)的或者非固態(tài)的，固定的或者可更換的介質(zhì)等等)。同樣，存儲(chǔ)器可以例如是可編程陣列邏輯(Programmable Array Logic，簡(jiǎn)稱(chēng)“PAL”)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random Access Memory，簡(jiǎn)稱(chēng)“RAM”)、 可編程只讀存儲(chǔ)器(Programmable Read Only Memory，簡(jiǎn)稱(chēng)“PROM”)、只讀存儲(chǔ)器(Read-Only Memory，簡(jiǎn)稱(chēng)“ROM”)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(Electrically Erasable Programmable ROM，簡(jiǎn)稱(chēng)“EEPROM”)、磁盤(pán)、光盤(pán)、數(shù)字通用光盤(pán)(Digital Versatile Disc，簡(jiǎn)稱(chēng)“DVD”)等等。

本發(fā)明第五實(shí)施方式涉及一種基于深度相機(jī)的體積測(cè)量系統(tǒng)，圖6是該基于深度相機(jī)的體積測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該基于深度相機(jī)的體積測(cè)量系統(tǒng)包括以下模塊：

深度圖獲取模塊，用于從深度相機(jī)獲取含有待測(cè)對(duì)象的深度圖，深度圖包含有待測(cè)對(duì)象的深度信息；

對(duì)象提取模塊，用于根據(jù)深度信息將待測(cè)對(duì)象從深度圖中提取出來(lái)，得到待測(cè)對(duì)象目標(biāo)區(qū)域；

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊，用于利用預(yù)先標(biāo)定的深度相機(jī)的參數(shù)，將待測(cè)對(duì)象的目標(biāo)區(qū)域中各像素的二維圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到三維相機(jī)坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)；

體積測(cè)量模塊，在三維相機(jī)坐標(biāo)系下，根據(jù)待測(cè)對(duì)象的三維坐標(biāo)計(jì)算待測(cè)對(duì)象的高度和長(zhǎng)寬，從而計(jì)算出待測(cè)對(duì)象的體積。

優(yōu)選地，在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊中，通過(guò)以下公式進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：

其中，(u,v)為像素的二維圖像坐標(biāo)，(X^c,Y^c,Z^c)為三維相機(jī)坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)，f_x和f_y為焦距，(u₀,v₀)為像素基準(zhǔn)點(diǎn)，Z^c為目標(biāo)點(diǎn)到相機(jī)的距離，可由深度相機(jī)直接獲取。

本實(shí)施方式通過(guò)深度相機(jī)獲取的深度信息提取待測(cè)對(duì)象，并將待測(cè)對(duì)象的二維圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到三維相機(jī)坐標(biāo)，然后對(duì)體積進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量精度高，不受拍攝角度和高度影響，無(wú)需對(duì)相機(jī)安裝高度和角度進(jìn)行標(biāo)定，使用簡(jiǎn)單 方便。

第一實(shí)施方式是與本實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)的方法實(shí)施方式，本實(shí)施方式可與第一實(shí)施方式互相配合實(shí)施。第一實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實(shí)施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第一實(shí)施方式中。

本發(fā)明第六實(shí)施方式涉及一種基于深度相機(jī)的體積測(cè)量系統(tǒng)，第六實(shí)施方式在第五實(shí)施方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于：利用深度圖中待測(cè)對(duì)象深度與背景深度的差異性，基于直方圖閾值的圖像分割算法將待測(cè)對(duì)象上表面區(qū)域從背景中提取出來(lái)；通過(guò)二次分割可以有效地去除側(cè)面干擾，保留有效的上表面區(qū)域作為待測(cè)對(duì)象目標(biāo)區(qū)域。具體地說(shuō)：

對(duì)象提取模塊包括以下子模塊：

第一深度值統(tǒng)計(jì)模塊，用于對(duì)深度圖進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)深度值；

第一提取模塊，用于根據(jù)第一分割閾值將待測(cè)對(duì)象與傳送帶分割開(kāi)來(lái)，將小于第一分割閾值的區(qū)域提取作為初步的待測(cè)對(duì)象目標(biāo)區(qū)域；

第二深度值統(tǒng)計(jì)模塊，用于對(duì)初步的待測(cè)對(duì)象的目標(biāo)區(qū)域再次進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)深度值；

第二提取模塊，用于根據(jù)第二分割閾值將待測(cè)對(duì)象的上表面區(qū)域與待測(cè)對(duì)象的側(cè)面區(qū)域分割開(kāi)來(lái)，保留上表面區(qū)域作為待測(cè)對(duì)象目標(biāo)區(qū)域。

第二實(shí)施方式是與本實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)的方法實(shí)施方式，本實(shí)施方式可與第二實(shí)施方式互相配合實(shí)施。第二實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實(shí)施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第二實(shí)施方式中。

本發(fā)明第七實(shí)施方式涉及一種基于深度相機(jī)的體積測(cè)量系統(tǒng)，第七實(shí)施方式在第五實(shí)施方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于：在三維相機(jī) 坐標(biāo)系下，通過(guò)測(cè)量包裹上表面與傳送帶表面兩個(gè)平面的距離來(lái)計(jì)算包裹高度，使得包裹高度測(cè)量值更為精確；利用待測(cè)對(duì)象目標(biāo)區(qū)域內(nèi)部的點(diǎn)代替待測(cè)對(duì)象目標(biāo)區(qū)域最小外接矩形頂點(diǎn)計(jì)算待測(cè)對(duì)象的長(zhǎng)和寬，計(jì)算結(jié)果更精確。具體地說(shuō)：

體積測(cè)量模塊包括以下子模塊，用于根據(jù)待測(cè)對(duì)象的三維坐標(biāo)計(jì)算待測(cè)對(duì)象的高度：

平面擬合子模塊，用于根據(jù)傳送帶表面多個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)對(duì)傳送帶進(jìn)行平面擬合，獲取傳送帶平面表達(dá)式z＝ax+by+c₁中的參數(shù)a、b和c₁；

待測(cè)對(duì)象平面參數(shù)計(jì)算子模塊，用于根據(jù)傳送帶平面的參數(shù)a、b和c₁，待測(cè)對(duì)象的目標(biāo)區(qū)域的各像素的三維坐標(biāo)，和待測(cè)對(duì)象平面表達(dá)式z＝ax+by+c₂，計(jì)算出待測(cè)對(duì)象平面表達(dá)式的參數(shù)c₂；

高度計(jì)算子模塊，用于根據(jù)傳送帶平面和待測(cè)對(duì)象平面的表達(dá)式和上述參數(shù)，根據(jù)下式計(jì)算待測(cè)對(duì)象的高度

體積測(cè)量模塊包括以下子模塊，用于根據(jù)待測(cè)對(duì)象的三維坐標(biāo)計(jì)算待測(cè)對(duì)象的長(zhǎng)寬：

外接頂點(diǎn)計(jì)算子模塊，用于求解待測(cè)對(duì)象目標(biāo)區(qū)域的最小外接矩形及該最小外接矩形的四個(gè)頂點(diǎn)P₁，P₂，P₃，和P₄；

目標(biāo)區(qū)域內(nèi)選點(diǎn)子模塊，用于選取所述最小外接矩形對(duì)角線P₁P₄和P₂P₃上1/4和3/4處的點(diǎn)Q₁，Q₂，Q₃和Q₄；

長(zhǎng)寬計(jì)算子模塊，用于根據(jù)點(diǎn)Q₁，Q₂，Q₃和Q₄在三維相機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)計(jì)算待測(cè)對(duì)象的長(zhǎng)和寬：

其中，點(diǎn)Q₁，Q₂，Q₃和Q₄在三維相機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別為

第三實(shí)施方式是與本實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)的方法實(shí)施方式，本實(shí)施方式可與第三實(shí)施方式互相配合實(shí)施。第三實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實(shí)施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第三實(shí)施方式中。

本發(fā)明第八實(shí)施方式涉及一種基于深度相機(jī)的體積測(cè)量系統(tǒng)，第八實(shí)施方式在第五實(shí)施方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于：根據(jù)傳送帶的速度對(duì)深度相機(jī)的圖像輸出幀率進(jìn)行調(diào)節(jié)可以滿(mǎn)足不同傳輸速度下不同分辨率的應(yīng)用需求；通過(guò)判斷待測(cè)對(duì)象是否已經(jīng)傳送至深度相機(jī)的正下方范圍內(nèi)，決定是否進(jìn)行體積測(cè)量，提高了計(jì)算效率。具體地說(shuō)：

還包括幀率調(diào)節(jié)模塊：用于采用聯(lián)動(dòng)控制方式，根據(jù)傳送帶的速度對(duì)深度相機(jī)獲取深度圖的圖像輸出幀率進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中傳送帶的速度越快深度相機(jī)獲取深度圖的圖像輸出幀率越高。

還包括測(cè)量控制模塊：用于根據(jù)待測(cè)對(duì)象中心的二維圖像坐標(biāo)是否在深度圖的中心范圍內(nèi)，判斷待測(cè)對(duì)象是否已經(jīng)傳送至深度相機(jī)的正下方。如果判斷結(jié)果為是，則控制深度圖獲取模塊執(zhí)行從深度相機(jī)獲取含有待測(cè)對(duì)象的深度圖；如果判斷結(jié)果為否，則等待。

第四實(shí)施方式是與本實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)的方法實(shí)施方式，本實(shí)施方式可與第四實(shí)施方式互相配合實(shí)施。第四實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實(shí)施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第四實(shí)施方式中。

作為優(yōu)選例，基于深度相機(jī)的體積測(cè)量系統(tǒng)主要由四個(gè)模塊組成：圖像數(shù)據(jù)采集模塊(即深度圖獲取模塊)、調(diào)節(jié)控制模塊(即幀率調(diào)節(jié)模塊和測(cè)量控制模塊)、數(shù)據(jù)處理模塊(即對(duì)象提取模塊和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊)和體積測(cè) 量模塊。各模塊之間關(guān)聯(lián)如圖7所示，其中，

1)圖像數(shù)據(jù)采集模塊：針對(duì)包裹測(cè)量場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)時(shí)深度圖數(shù)據(jù)采集；

2)調(diào)節(jié)控制模塊：完成深度相機(jī)的圖像幀率調(diào)節(jié)和包裹體積測(cè)量控制功能。圖像幀率調(diào)節(jié)是根據(jù)傳送帶的傳輸速度手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)深度相機(jī)的圖像輸出幀率；包裹體積測(cè)量控制是根據(jù)包裹中心是否在圖像中心來(lái)控制是否需要進(jìn)行體積測(cè)量，只有當(dāng)包裹被傳送至深度相機(jī)正下方時(shí)才進(jìn)行體積測(cè)量；

3)數(shù)據(jù)處理模塊：主要包括包裹目標(biāo)提取和包裹目標(biāo)二維圖像坐標(biāo)到三維坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換；

4)體積測(cè)量模塊：根據(jù)包裹三維坐標(biāo)進(jìn)行體積測(cè)量。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明各設(shè)備實(shí)施方式中提到的各模塊都是邏輯模塊，在物理上，一個(gè)邏輯模塊可以是一個(gè)物理模塊，也可以是一個(gè)物理模塊的一部分，還可以以多個(gè)物理模塊的組合實(shí)現(xiàn)，這些邏輯模塊本身的物理實(shí)現(xiàn)方式并不是最重要的，這些邏輯模塊所實(shí)現(xiàn)的功能的組合才是解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問(wèn)題的關(guān)鍵。此外，為了突出本發(fā)明的創(chuàng)新部分，本發(fā)明上述各設(shè)備實(shí)施方式并沒(méi)有將與解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問(wèn)題關(guān)系不太密切的模塊引入，這并不表明上述設(shè)備實(shí)施方式并不存在其它的模塊。

需要說(shuō)明的是，在本專(zhuān)利的權(quán)利要求和說(shuō)明書(shū)中，諸如第一和第二等之類(lèi)的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè) 備中還存在另外的相同要素。

雖然通過(guò)參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方式，已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。